Elektromagnetism
solenoidfält
Två provladdningar: inuti spolen är F_B ≠ 0; utanför är F_B = 0. Markera var och en för att jämföra.
solenoidfält — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Två provladdningar: inuti spolen är F_B ≠ 0; utanför är F_B = 0. Markera var och en för att jämföra. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
solenoidfält
Inuti solenoiden är B ≈ μ₀(N/L)I — likformiga pilar längs axeln.
En solenoid med N varv över längden L och strömmen I ger ett approximativt likformigt B ≈ μ₀(N/L)I längs sin axel inuti spolen. Fältlinjer löper genom inre och loopar tillbaka utanför — som en stavmagnet. Öka I eller varvtätheten och se de inre B-pilarna växa i avläsningen.
- B ≈ μ₀NI/L
- Likformigt inuti
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En solenoid (en tätt lindad spole) bär ström genom sina många varv. Om du ökar strömmen, skalas då fältstyrkan inuti i direkt proportion?
Förutsägelser att väga
- Fältet växer snabbare än strömmen, eftersom varje varvs bidrag förstärks.
- Ja — fältet inuti är direkt proportionellt mot strömmen.
- Fältet inuti beror inte av strömmen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Spolström I (A)
Det du mäter:
- Inre fält B (mT)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Solenoidfält och tryck på Återställ. Solenoiden har 400 varv över en längd av 0.45 m.
- Aktivera avläsningen av fältstyrkan inuti.
- Ställ in spoleströmmen för varje försök och notera fältstyrkan inuti.
Styrande ekvation
Solenoidens inre fält — B = μ₀(N/L)I
En lång, tätt lindad solenoid ger ett nästan likformigt inre magnetfält som sätts av varvtätheten och strömmen: B = μ₀NI/L, där N är det totala antalet varv och L solenoidens längd.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök B = μ₀NI/L med μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Jämför med tabellen.
- Förklara varför det inre fältet beror av antalet varv per längdenhet (N/L), inte av varv och längd var för sig — en längre solenoid med proportionerligt fler varv ger samma fält.
Var det här syns utanför labbet
- En elektromagnet (som i en kran på ett skrotupplag) är i grunden en solenoid lindad kring en järnkärna, som kan multiplicera fältet med en faktor hundratals eller tusentals (kärnans höga permeabilitet). Förklara varför en enkel solenoid med luftkärna som denna ger ett mycket svagare fält vid samma ström och varvtal.
- Utanför en ideal solenoid är det magnetiska fältet nära noll, till skillnad från en enskild tråds fält som sträcker sig utåt från den. Förklara, med de många enskilda varvens fält, varför fälten från spolens motsatta sidor till stor del tar ut varandra utanför men förstärks inuti.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Välkommen till Solenoidfältet
- Välj solenoiden
- Tryck på Spela upp
- Fältet inuti en solenoid
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.